文章介绍了李文伟——中国长江三峡集团有限公司水工混凝土工程技术研究室主任,带领团队先后解决五座世界级巨型水电工程混凝土材料难题,为我国高坝建设树立了新的行业标杆。文章详细叙述了李文伟如何解决混凝土耐久性、温控防裂等关键技术问题,以及他在推动低热水泥应用、实施百年混凝土工程计划等方面的贡献。
该计划通过长期监测和分析大坝的混凝土性能,为大坝的安全运行提供科学依据和技术支持。李文伟团队采用先进的监测技术和数据分析方法,不断提升团队的技术水平和创新能力。
《科技日报》2025年3月17日 第5版
高峡平湖,云雾袅袅。
李文伟——这位与水工混凝土打了39年交道的中国长江三峡集团有限公司水工混凝土工程技术研究室主任、高级工程师站在三峡大坝185米观景平台,眼中闪着光芒。眼前这座横锁长江的巨坝,凝结了他半生心血。
从三峡水利枢纽工程到向家坝水电站、溪洛渡水电站,再从白鹤滩水电站到乌东德水电站,李文伟带领团队溯江而上,先后解决5座世界级巨型水电工程混凝土材料难题,创建高抗裂高耐久大坝混凝土技术体系,为我国高坝建设树立起新的行业标杆。
作为核心建筑材料,混凝土质量直接关系水利水电工程的安全。
传统混凝土因水泥水化产生剧烈温变:浇筑后一周内温度骤升数十摄氏度引发膨胀,后续降温又导致收缩开裂。
有无破题之道?
彼时,处在建设初期的三峡工程,同样面临耐久性挑战。
为解决这一世界性难题,李文伟临危受命,组建科研团队展开攻关。
李文伟从中国工程院院士唐明述团队的早期研究中受到启发。水泥行业一直严格控制氧化镁使用量,因为它可能会导致混凝土膨胀,进而影响结构安全。然而,唐明述团队发现,氧化镁在水化后期会发生微膨胀,这种膨胀特性如果被合理利用,可有效抵消混凝土在温降过程中产生的收缩。
“既然氧化镁有微膨胀特性,何不提高其在混凝土中的含量,实现膨胀与收缩相互抵消?”这一巧思让李文伟激动不已。
但这样的想法却引来诸多质疑。李文伟顶住压力,决定“和行业惯例反着来”。
此后,李文伟在三峡工程施工现场建试验室,开展材料测试、模拟试验、应用研究。为了说服反对者,李文伟甚至联合持反对意见的科研团队同步开展验证试验。
历经数年探索,李文伟带领团队将混凝土氧化镁含量精准控制在3.5%至5.0%范围内,实现后期膨胀补偿。
1997年,三峡工程开工近3年,一场关于混凝土的审查会召开。会上,李文伟公布了三峡水利枢纽工程混凝土相关试验结果。几近完美的试验结果让曾经的反对者信服。
会议结束时,专家一致同意采用李文伟团队研发的高耐久混凝土浇筑三峡大坝。
矗立于此的白鹤滩、乌东德两座大坝,比三峡大坝不仅高出百米,而且窄1/3。这样两座“瘦高型”的大坝却要承受金沙江每秒一万立方米的激流冲击。在“无坝不裂”的行业魔咒下,如何破解高坝大库混凝土防裂难题,成为摆在中国工程师面前的世界级挑战。
“三峡工程采用的是‘间接’策略,通过微膨胀技术补偿因水化热高导致的降温收缩。但面对金沙江干热河谷的极端温差与复杂地质条件,我们要‘主动进攻’,重组混凝土‘基因’,打破‘无坝不裂’魔咒。”李文伟说。
2000年起,依托国家重大科技项目,李文伟等科研人员开始研究低热水泥。他们通过重构水泥矿物晶体结构、优化水化反应机理,历时6年攻克了“高性能低热硅酸盐水泥”制备技术。相关成果获得2006年国家技术发明奖二等奖。
然而,这项技术在推广时却遭遇重重阻力。早期低热水泥存在产业化基础相对薄弱、应用场景有待拓展、工程经验尚需积累等因素,在业内“名声不佳”。为了推动低热水泥的应用,李文伟及其团队承受了近十年的质疑和反对。
在三峡工程三期围堰试点应用中,低热水泥安全性得到认可,但施工工艺的改变导致浇筑效率下降。“工人操作习惯被迫调整,影响了浇筑进度。”李文伟回忆,那时他带领团队扎根工地,通过优化配比、改进工艺,用实测数据逐渐赢得施工方的信任。
在乌东德、白鹤滩大坝全坝应用低热水泥前夕,质疑声又起——大规模低热水泥应用没有先例,风险不明。